Box64 dan RISC-V di 2024: Syarat Menjalankan Witcher 3 di RISC-V

Cerita

• Setahun lalu, RV64 DynaRec hanya bisa menjalankan game Linux native yang relatif "mudah dijalankan" seperti Stardew Valley dan World of Goo
• Banyak instruksi x86_64 baru telah dengan cepat diimplementasikan di RISC-V, tetapi masih banyak bug yang tersisa di DynaRec
• Saat itu belum ada perangkat RISC-V yang bisa dihubungkan dengan kartu grafis AMD, dan GPU terintegrasi IMG pada VisionFive 2 dan LicheePi 4A tidak mendukung OpenGL
• Game seperti Stardew Valley bisa dijalankan dengan menggunakan gl4es, tetapi itu tidak cukup untuk game Linux yang lebih kompleks atau game Windows
• Melalui Sophgo Milk-V Pioneer, kini kartu grafis AMD bisa dihubungkan, dan setelah banyak bug RV64 DynaRec diperbaiki serta instruksi x86 baru ditambahkan, The Witcher 3 pun dapat dijalankan

Status saat ini dari RISC-V DynaRec

• Set instruksi x86 sangatlah luas
• Backend ARM64 telah mengimplementasikan lebih dari 1.600 instruksi x86, tetapi backend RV64 baru mengimplementasikan sekitar 1.000
• Instruksi SSE diimplementasikan sebagai instruksi skalar, dan AArch64 menggunakan ekstensi Neon, sementara LoongArch64 menggunakan ekstensi LSX, sehingga performanya menurun
• RISC-V memiliki ekstensi vektor RVV, dan Milk-V Pioneer serta SoC SpacemiT K1/M1 mendukungnya
• Baru-baru ini dukungan RVV dasar ditambahkan ke box64 dan beberapa instruksi SSE umum telah diimplementasikan, tetapi ini masih tahap awal

Instruksi yang paling dibutuhkan untuk emulasi x86

• Dalam emulasi x86, RISC-V kurang ekspresif dibandingkan AArch64 dan LoongArch64
• RISC-V tidak memiliki instruksi untuk memilih rentang bit dari register atau menyisipkannya ke rentang bit register lain
• Sebagai contoh, untuk mengimplementasikan instruksi ADD AH, BL di RISC-V diperlukan 10 instruksi

Frustrasi akibat instruksi atomik 16-byte

• x86 memiliki instruksi operasi atomik dengan prefiks LOCK, dan box64 mengemulasikannya menggunakan urutan LR/SC
• Instruksi LOCK CMPXCHG16B membandingkan dan menukar memori 16-byte, tetapi RISC-V tidak memiliki instruksi padanannya
• Karena itu, instruksi ini tidak dapat diimplementasikan secara sempurna, padahal banyak program seperti game Unity menggunakan instruksi tersebut

Kesimpulan

• Terlepas dari berbagai kekurangannya, The Witcher 3 berjalan di box64 hingga 15fps, dan di menu utama berjalan pada kecepatan penuh

Ringkasan GN⁺

• Menjalankan The Witcher 3 di RISC-V merupakan peristiwa penting yang menunjukkan kemajuan teknis
• Emulasi x86 di RISC-V masih tertinggal dibandingkan arsitektur lain, tetapi ada potensi perbaikan melalui ekstensi seperti RVV
• Kurangnya ekspresivitas RISC-V dan absennya instruksi atomik 16-byte tetap menjadi masalah utama
• Proyek dengan fungsi serupa antara lain emulator seperti QEMU

[GN⁺]

Opini Hacker News

• Ada pertanyaan tentang hal-hal yang perlu dilakukan berbeda oleh software engineer saat mengembangkan perangkat lunak dengan target RISC-V

  • Ukuran executable bisa membesar sehingga perlu dioptimalkan secara agresif demi lokalitas cache
  • Jenis perangkat lunak tertentu mungkin lebih cocok untuk CISC atau RISC, misalnya game atau web server

• Ada rasa penasaran apakah mungkin akan muncul sistem yang dilengkapi "GPU" yang diimplementasikan dengan beberapa CPU RISC-V besar dan banyak CPU RISC-V kecil

  • Ada pertanyaan tambahan apakah vector klasik bisa berguna di GPU sebagai pengganti packed SIMD

• Mengingatkan pada kasus seorang tokoh Rusia terkenal yang menjalankan Atomic Heart di Elbrus 8S

  • Elbrus memiliki penerjemah native, dan Atomic Heart bisa dimainkan pada 15-25 fps

• Ada pendapat bahwa artikelnya terlalu singkat soal "dasar-dasar"

  • Diperlukan informasi tambahan tentang bagaimana ISA x86_64 diimplementasikan pada chip RISC-V

• Ada pendapat bahwa RISC-V adalah yang paling kurang ekspresif dalam konteks emulasi x86

  • RISC dijelaskan dalam pelajaran sejarah ilmu komputer sebagai reduced instruction set computer
  • Banyak artikel dan profil RISC-V baru mengusulkan bahwa "beberapa instruksi lagi diperlukan untuk kesetaraan fungsi"
  • RISC-V memang alternatif yang nyaman untuk platform lain, tetapi muncul pertanyaan apakah impian RISC sudah mati

• Ada pendapat bahwa hasilnya mengejutkan

  • Dibutuhkan banyak kerja, dan dalam beberapa kasus RISC-V tampaknya sudah mencapai batasnya
  • Instruksi bit set dan scatter perlu ditambahkan sebagai extension

• Ada pertanyaan tentang 86Box

  • Mengingat masa memakai Amstrad PC1512, dan berbagi pengalaman menambahkan hard card serta ekspansi memori
  • Masa-masa menyenangkan memakai Borland TurboPascal dan Zortech C

• Tangkapan layar menampilkan RAM 31GB

  • Tampaknya menggunakan RAM jauh lebih banyak daripada development board dengan spesifikasi tertinggi

• Ada tautan ke postingan sebelumnya dan informasi tentang Milk-V Pioneer

  • Produk motherboard dan workstation RISC-V 64-core untuk pengembangan native

• Ada harapan agar masukan di tingkat ISA bisa disampaikan ke RVI